柿属(Diospyros)植物包含众多野生种和栽培种,例如君迁子(Diospyros lotus L.)、油柿(Diospyros oleifera)、栽培柿(Diospyros kaki)等。栽培柿童期较长,通常需要5-8年才能开花结果,这限制了育种效率,给柿子的遗传改良带来了挑战。 “德阳柿”(Diospyros deyangensis)为四倍体野生柿,俗称“红花叶毛柿”,原产于四川省德阳市。该树种为多年生、雌雄异株的木本果树,具有显著的短童期特性,种子实生1-2年可开花结实,这一特性为柿子育种和遗传转化提供了良好材料。
2025年4月,Horticulture Research在线发表了西北农林科技大学园艺学院关长飞/赵涛教授课题组题为Haplotype-resolved and chromosome-level reference genome assembly of Diospyros deyangensis provides insights into the evolution and juvenile growth of persimmon 的研究论文。
研究团队以国家柿种质资源圃保存的德阳柿为试材,联合使用高质量的PacBio HiFi、ONT Ultra-long和Hi-C测序技术,成功组装了四倍体德阳柿(2n=4x=60)染色体水平的高质量分型组装,组装后的基因组大小为3.01Gb,Scaffold N50为43.72 Mb;四套单倍型基因组大小分别为657.04 Mb,668.14 Mb,657.58 Mb和677.06 Mb;德阳柿基因组注释得到117,119个蛋白编码基因,其中四套单倍型基因组A,B,C和D分别注释得到29,398,28,585,29,264和29,872个基因。基于K-mer等多种分析方法得出四倍体德阳柿更可能为同源四倍体。通过比较基因组学分析,德阳柿在经历核心真双子叶植物所共享的全基因组三倍化事件后,经历了一次柿属植物所特有的全基因组加倍事件。研究团队还对63份代表11个地理多样性的柿属植物样本进行了重测序和聚类分析,发现乌柿和美洲柿是柿属植物中最早分化的物种;德阳柿与栽培柿(Diospyros kaki)以及其他柿属物种之间存在显著遗传分化,表明栽培柿可能并非由德阳柿直接驯化而来,经历了独立的进化路径。
此外,研究团队通过BSR-seq(Bulked segregant RNA sequencing)技术,在德阳柿中鉴定出与早花相关的基因DdELF4(EARLY FLOWERING 4),该基因在拟南芥中过表达导致其开花延迟,并下调了FT基因的表达,表明该基因在调控开花时间中发挥重要作用,为后续功能研究提供了参考。本研究为研究柿属植物的进化和遗传研究提供了重要的基因组资源,还为培育短童期柿子品种提供了遗传基础,对选育早花型柿子品种的育种计划具有重要价值。
转自公众号: 园艺研究